第3部分-计算机程序员（FPGA嵌入式应用）-3级-理论知识复习题 fpga开发.pdf

【FPGA嵌入式应用】理论知识复习题涵盖了多个计算机编程和数字电子技术的基础概念，主要涉及以下几个方面： 1. **数字电路基础**： - 计数器设计：题目指出构建5进制计数器至少需要3个触发器，说明了触发器在数字电路中的作用，用于存储和传递信息。 - 数制转换：如十进制转二进制，了解不同数制之间的转换规则是数字电路设计的基础。 - 逻辑变量：逻辑变量只有0和1两个状态，不表示数值大小，是布尔代数的基础。 2. **组合逻辑电路**： - 组合逻辑电路由门电路构成，输入信号单向传输，无反馈回路，输出是输入的即时函数。 - 竞争冒险：由于延迟差异可能导致的逻辑错误，是设计时需要避免的问题。 3. **时序逻辑电路**： - 锁存器和触发器的区别：锁存器对脉冲电平敏感，而触发器对脉冲边沿敏感，它们在时序电路中起到存储和传递状态的作用。 - 同步和异步电路：同步电路有统一的时钟控制，异步电路没有，状态变化不稳定，依赖外部信号和存储器时钟。 4. **数字系统设计**： - 计数器设计：实现8进制计数器需要3个D触发器，说明了不同进制计数器的设计方法。 - D/A转换器：高精度D/A转换器需要高分辨率的转换器、稳定的参考电压和低漂移的运放。 - Moore型有限状态机：输出只与当前状态相关，不受当前输入影响。 5. **IP核和EDA技术**： - IP核：是预先验证过的可重复使用的功能模块，有多种提供形式，如用户自定义的IP核。 - IP核重用和验证：IP的重用性和完备验证是提高设计效率的关键。 - EDA工具：经历了CAD、CAE、ESDA的发展阶段，用于设计、验证和实现集成电路。 6. **FPGA开发**： - FPGA架构：如Spartan3E中的Slice结构、硬件乘法器、IOB、数控阻抗DCI和块RAM等资源的特性。 - 信号完整性：使用DCI可以提高，通过消除残端反射。 - 全局时钟管理：全局时钟在FPGA中的重要性以及合理分配的必要性。 7. **设计流程**： - 电子系统级设计（ESL）：包含功能设计、基于应用的结构设计和基于平台的结构设计。 - 验证方法：包括动态验证（通过实时响应判断功能实现）和静态时序分析（关注时序关系而非逻辑功能）。 - 内建自测试（BIST）：电路自动生成测试向量，自我验证正确性。 - 物理验证：IC设计的最后阶段，确保电路设计与工艺设计的兼容性。 以上知识点是计算机程序员（FPGA嵌入式应用）三级理论知识复习题的重点，涵盖数字电路基础、时序逻辑、FPGA设计、IP核重用等多个层面，对于理解FPGA开发和数字系统设计至关重要。